Mikrohidro

Potensi energi potensial yang dimiliki sungai dapat dipakai sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), yaitu suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air^[1]. Mikrohidro adalah sebuah istilah yang terdiri dari ucap mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Dengan cara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari arus air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Pada landasannya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head). Semakin tinggi jatuhan air maka semakin luhur energi potensial air yang dapat diubah dijadikan energi listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung arus air sehingga permukaan air dijadikan tinggi^[2]. Air dialirkan menempuh sebuah pipa pesat kedalam rumah pembangkit yang biasanya dibagun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan diubah dijadikan energi listrik oleh sebuah generator. Mikrohidro dapat memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu luhur, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan listrik 400 watt^[3]. Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro dibandingkan dengan PLTA skala luhur, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut adalah salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak memunculkan kerusakan lingkungan. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan mikrohidro terutama pada luhurnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan^[4]. Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro yaitu sebagai berikut ^[3] :

1. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena menggunakan energi alam.
2. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
3. Tidak memunculkan pencemaran.
4. Dapat dipadukan dengan rencana lainnya seperti irigasi dan perikanan.
5. Dapat menolak masyarakat agar dapat mengawal kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Mikrohidro tipe crossflow

Prinsip landasan mikrohidro yaitu memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh arus air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik. Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu, debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk membuat tenaga yang dapat dimanfaatkan. Hal ini yaitu sebuah sistem konversi energi dari nyata ketinggian dan arus (energi potensial) ke dalam nyata energi mekanik dan energi listrik. Daya yang masuk (Pgross) adalah penjumlahan dari daya yang dihasilkan (Pnet) ditambah dengan faktor kehilangan energi (loss) dalam nyata suara atau panas. Daya yang dihasilkan adalah perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan efisiensi konversi (Eo) ^[1].

Pnet = Pgross ×Eo kW

Daya kotor yaitu head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g = 9.8), sehingga persamaan landasan dari pembangkit listrik adalah :

Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW

Dimana head dalam meter (m), dan debit air dalam meter kubik per detik (m/s³).

Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Beberapa komponen yang dipakai untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro baik komponen utama maupun bangunan penunjang diantaranya ^[5] :

1. Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air menempuh sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
2. Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap dipakai untuk mengalihkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap yaitu sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
3. Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa memasuki kontur dari sisi bukit untuk mengawal elevasi dari air yang disalurkan.
4. Bak penenang (Forebay). Bak penenang benar di ujung saluran pembawa yang berfungsi untuk mecegah turbulensi air sebelum diterjunkan menempuh pipa pesat
5. Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang semakin rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin.
6. Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi arus air dijadikan energi putaran mekanis.
7. Pipa Hisap, (draft tube). Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan arus yang sedang tinggi ke tekanan atmosfer.
8. Generator. Generator berfungsi untuk membuat listrik dari putaran mekanis.
9. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan.
10. Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol.

Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi geografis, baik potensi arus air serta ketinggian tempat) serta kebiasaan masyarakat. Sehingga terdapat kemungkinan jadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang dipakai antara satu daerah dengan daerah yang lain.

Rujukan